实体类为啥要序列化

Posted 2020-10-06

我的理解：就像我们搬桌子，桌子太大了不能通过比较小的门，所以我们要把它拆了再运进去，这个拆桌子的过程就是序列化。

而反序列化就是等我们需要用桌子的时候再把它窦起来，这个过程就是反序列化。

        我们知道，当两个进程进行远程通信时，可以相互发送各种类型的数据，包括文本、图片、音频、视频等， 而这些数据都会以二进制序列的形式在网络上传送。

那么当两个Java进程进行通信时，能否实现进程间的对象传送呢？答案是可以的。如何做到呢？这就需要Java序列化与反序列化了。

换句话说，一方面，发送方需要把这个Java对象转换为字节序列，然后在网络上传送；另一方面，接收方需要从字节序列中恢复出Java对象。

当我们明晰了为什么需要Java序列化和反序列化后，我们很自然地会想Java序列化的好处。

其好处一是实现了数据的持久化，通过序列化可以把数据永久地保存到硬盘上（通常存放在文件里），二是，利用序列化实现远程通信，即在网络上传送对象的字节序列。

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        序列化是一种用来处理对象流的机制 ，所谓对象流就是将对象的内容进行流化。

可以对流化后的对象进行读写操作，也可将流化后的对象传输于网络之间。
序列化是为了解决在对对象流进行读写操作时所引发的问题。

序列化的实现：

将需要被序列化的类实现Serializable接口，该接口没有需要实现的方法，implements Serializable只是为了标注该对象是可被序列化的，

然后使用一个输出流(如：FileOutputStream)来构造一个ObjectOutputStream(对象流)对象，接着，

使用ObjectOutputStream对象的writeObject(Object obj)方法就可以将参数为obj的对象写出(即保存其状态)，要恢复的话则用输入流;

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什么时候使用序列化：

一：对象序列化可以实现分布式对象。主要应用例如：RMI要利用对象序列化运行远程主机上的服务，

就像在本地机上运行对象时一样。

二：java对象序列化不仅保留一个对象的数据，而且递归保存对象引用的每个对象的数据。

可以将整个对象层次写入字节流中，可以保存在文件中或在网络连接上传递。利用对象序列化可以进行对象的"深复制"，

即复制对象本身及引用的对象本身。序列化一个对象可能得到整个对象序列。

引起这个疑问，还是从Hibernate使用查询缓存说起；对象实例除了存在于内存，二级缓存还会将对象写进硬盘在需要的时候再读取出来使用，此时就必须提到一个概念：序列化。

       程序在运行时实例化出对象，这些对象存在于内存中，随着程序运行停止而消失，但如果我们想把某些对象（一般都是各不相同的属性）保存下来或者传输给其他进程，在程序终止运行后这些对象仍然存在，可以在程序再次运行时读取这些对象的信息，或者在其他程序中利用这些保存下来的对象信息恢复成实例对象。这种情况下就要用到对象的序列化和反序列化。

       其实很早就知道的，在Java中常见的几个类，如：Interger/String等，都实现了java.io.Serializable接口。

这个序列化接口没有任何方法和域，仅用于标识序列化语意；实现 Serializable 接口的类是可序列化的，没有实现此接口的类将不能被序列化和反序列化。

序列化类的所有子类本身都是可序列化的，不再需要显式实现 Serializable 接口。只有经过序列化，才能兼容对象在磁盘文本以及在网络中的传输，以及恢复对象的时候反序列化等操作。

问题一：为何要实现序列化？

答：序列化就是对实例对象的状态(State 对象属性而不包括对象方法)进行通用编码（如格式化的字节码）并保存，以保证对象的完整性和可传递性。

简而言之：序列化，就是为了在不同时间或不同平台的JVM之间共享实例对象

// 经常使用如下：  
public static void main(String[] args) throws Exception {  
    File file = new File("user.ser");  
  
    ObjectOutputStream oout = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(file));  
    User user = new User("zhang", 18, Gender.MALE);  
    oout.writeObject(user);  
    oout.close();  
  
    ObjectInputStream oin = new ObjectInputStream(new FileInputStream(file));  
    Object newUser = oin.readObject();  
    oin.close();  
    System.out.println(newUser);  
}  

如没有 实现Serializable接口，在序列化时，使用ObjectOutputStream的write（object）方法将对象保存时将会出现异常。其实 java.io.Serializable 只是一个没有属性和方法的空接口，但是问题来了。。。

问题二：为何一定要实现 Serializable 才能进行序列化呢？

使用 ObjectOutputStream 来持久化对象， 对于此处抛出的异常，查看该类中实现如下：

private void writeObject0(Object obj, boolean unshared) throws IOException {  
    // ...  
            // remaining cases  
            if (obj instanceof String) {  
                writeString((String) obj, unshared);  
            } else if (cl.isArray()) {  
                writeArray(obj, desc, unshared);  
            } else if (obj instanceof Enum) {  
                writeEnum((Enum) obj, desc, unshared);  
            } else if (obj instanceof Serializable) {  
                writeOrdinaryObject(obj, desc, unshared);  
            } else {  
                if (extendedDebugInfo) {  
                    throw new NotSerializableException(  
                        cl.getName() + "\n" + debugInfoStack.toString());  
                } else {  
                    throw new NotSerializableException(cl.getName());  
                }  
            }  
    // ...  
}  

从此可知，如果被写对象类型是String、数组、Enum、Serializable，就可以进行序列化，否则将抛出NotSerializableException。

最后提点注意：

1、在序列化对象时，不仅会序列化当前对象本身，还会对该对象引用的其它对象也进行序列化，如此引用传递序列化。如果一个对象包含的成员变量是容器类等并深层引用，那么序列化过程开销也较大。

2、当字段被声明为 transient 后，默认序列化机制就会忽略该字段。（还有方法就是自定义writeObject方法，见下代码示例）

3、在单例类中添加一个readResolve()方法（直接返回单例对象），以保证在序列化过程仍保持单例特性。

此外补充一下，

    在路径下jdk中还有另外一种形式的对象持久化，即：外部化（Externalization）。

public interface Externalizable extends java.io.Serializable {  
  void writeExternal(ObjectOutput out) throws IOException;  
  void readExternal(ObjectInput in) throws IOException, ClassNotFoundException;  
}  

外部化和序列化是实现同一目标的两种不同方法。

       通过 Serializable 接口对对象序列化的支持是jdk内支持的 API ，但是java.io.Externalizable的所有实现者必须提供读入和写出的具体实现，怎么实现完全由你自定义。序列化（Serializable ）会自动存储所有必要的信息（如属性以及属性类型等），用以反序列化成原来一样的实例，而外部化（Externalizable）则只保存被存储实例中你需要的信息。

示例代码如下：

public class User implements <strong>Externalizable</strong> {  
    private String name;  
    <strong>transient</strong> private Integer age;  // 屏蔽字段  
    private Gender gender;  
  
    <strong>public User</strong>() {  
        System.out.println("none constructor");  
    }  
  
    public User(String name, Integer age, Gender gender) {  
        System.out.println("arg constructor");  
        this.name = name;  
        this.age = age;  
        this.gender = gender;  
    }  
  
    // 实现读写  
    private void <strong>writeObject</strong>(ObjectOutputStream out) throws IOException {  
        out.defaultWriteObject();  
        out.writeInt(age);  
        // 屏蔽gender  
    }  
    private void <strong>readObject</strong>(ObjectInputStream in) throws IOException, ClassNotFoundException {  
        in.defaultReadObject();  
        age = in.readInt();  
    }  
  
    // 具体重写  
    @Override  
    public void <strong>writeExternal</strong>(ObjectOutput out) throws IOException {  
        out.writeObject(name);  
        out.writeInt(age);  
        // 屏蔽gender  
    }  
    @Override  
    public void <strong>readExternal</strong>(ObjectInput in) throws IOException, ClassNotFoundException {  
        name = (String) in.readObject();  
        age = in.readInt();  
    }   
}  

注意，用Externalizable进行序列化，当读取对象时，会调用被序列化类的无参构造器创建一个新的对象，然后再将被保存对象的字段的值分别填充到新对象中。实现Externalizable接口的类必须要提供一个无参的构造器，且访问权限为 public。